變電站生態驅鳥標本兼治措施簡述

羅志豐 葉釗 何昌高 艾婞 張春程 余成

(1. 國網安徽省電力公司黃山供電公司,安徽黃山 245000;2.武漢星杪科技有限公司,湖北武漢 430000)

變電站生態驅鳥標本兼治措施簡述

羅志豐1葉釗1何昌高1艾婞2張春程2余成2

(1. 國網安徽省電力公司黃山供電公司,安徽黃山 245000;2.武漢星杪科技有限公司,湖北武漢 430000)

安徽省黃山市因為享譽盛名的黃山而聞名天下。這里不僅是眾多旅游者趨之若鶩的圣地,也是鳥類聚居的天堂。加之變電站的建設選址大多數都在遠離市民居住密集地,更加容易成為鳥類理想的生活區。在變電站里做好生態驅鳥是我們一直以來努力實現的目標。我公司在生態驅鳥方面做過很多嘗試,但是存在很多明顯的不足。我們不僅經常和兄弟單位交流防鳥經驗,還努力從其他領域學習寶貴的驅鳥經驗。我們借鑒機場的驅鳥經驗,結合變電站的特點,成功研制出適合變電站的激光驅鳥裝置,真正實現從標和本兩方面實現生態驅鳥。

變電站 鳥害 生態驅鳥 標本兼治 激光驅鳥裝置

1 引言

黃山市境內地貌呈多樣化特點，主要表現為山地、丘陵、盆地、河谷等地貌并存。地型以中、低山地與丘陵為主，次為山間谷地。截至2000年，黃山市耕地面積已經達到52342公頃，園地79544公頃，林地696104公頃，草地13905公頃，內陸水域31866公頃。這種優良的生態環境為鳥類的生存提供了“溫床”。據調查統計，黃山市的鳥類有二百一十多種，其中有很多是屬于國家級保護動物，如:白頸長尾雉、白鸛屬于國家一級保護動物，黃山市是白鸛過冬的理想之地，但現在已經基本上瀕臨滅絕；鴛鴦、白鷴、勺雞、鳶、赤腹鷹屬于國家二級保護動物。除此之外，還有夜鷹、畫眉、鵪鶉等省級保護動物也不在少數。這些鳥類根據自身的需要，隨意在叢林或者變電站這樣的戶外環境中搭窩筑巢。如果漫步叢林能看到鳥兒自由自在地生活，那是一幅非常美麗的畫卷；如果在變電站里看到鳥兒棲息，那可能是危害電力安全運行的重要因素。

2 生態驅鳥的意義及含義分析

鳥巢本身一般不會影響電力安全運行。但是，鳥類在鳥巢里的活動或者鳥巢歷經風雨的摧毀就會產生巨大的安全隱患；鳥類叼回諸如樹枝、鐵絲、塑料袋等筑巢，在天氣很好的情況下，不會發生事故，但遇惡劣天氣比如大風、雨雪天氣，樹枝、鐵絲、塑料袋受潮接觸(或靠近)導線將發生接地事故，或者大風將鐵絲吹落在導線上短路造成跳閘事故[1]；有的鳥巢把窩搭在桿塔上三相電線支點瓷瓶處，造成高壓對地絕緣破壞，引發放電及短路斷電故障，導致黃山市大面積停電，生產、生活會受到嚴重影響。與此同時，鳥類的生命也存在很大的危險。變電站里電壓高，感應電強，如果鳥類觸碰到導線肯定會被電死。因此，我們在運用專業知識保障電力安全運行的同時必須做好驅鳥工作。

春秋季是鳥害的高發期，因為春季是鳥類筑巢活動的頻繁季節，夏季是雛鳥學飛階段，它的飛翔能力弱，感官不完備，容易在飛翔的過程中跌落。因此，我局每年春夏兩季，公司都會組織專門的隊伍開展驅鳥工作。我們目前嘗試過的驅鳥方式有很多，但是存在很多不足，無法真正做到生態驅鳥。生態環境是指影響人類生存與發展的水資源、土地資源、生物資源以及氣候資源數量與質量的總稱，是關系到社會和經濟持續發展的復合生態系統。生態環境問題是指人類為其自身生存和發展，在利用和改造自然的過程中，對自然環境破壞和污染所產生的危害人類生存的各種負反饋效應。從廣義上來說，真正的生態驅鳥包含以下兩方面的含義。

表一

圖一

2.1 在保障電力安全運行的同時為鳥類的生存提供保護

我們曾經嘗試過人工拆除鳥巢。在拆除鳥巢的時候，我們會先看看鳥窩中是否有正在產卵的鳥或者幼鳥以及鳥蛋。如果有，我們會優先拆除不存在以上情況的鳥巢，然后想辦法安全轉移這些幼鳥或者鳥蛋后再動手拆除鳥巢。鳥類的固執是讓人類非常頭疼的問題，鳥巢拆除后，鳥類又開始在原地或者不遠處重建鳥巢。這種方式雖然減少了對鳥類的傷害，但是無法長久有效地驅趕鳥類，也就不可能真正做到保障電力安全運行。一般而言，從爬塔到拆掉一個鳥巢，要花半個小時時間。驅鳥方法中如用槍殺和農藥毒殺，雖可有效驅鳥，但是違反《中華人民共和國野生動物保護法》，是限制使用的。

2.2 在驅鳥的同時應該避免驅鳥方式對人類生活環境的影響

驅鳥專用車及語音設備采用模仿鳥類受驚嚇時的慘叫聲或猛意的嗚叫等聲音驅鳥，通常只能當時嚇唬小鳥。煤氣炮和驅鳥彈的使用存在噪音擾民、成本高、污染空氣等缺點。鳥類適應性強，長期使用驅鳥效果不佳。超聲波驅鳥器的聲波存在一定的規律，時間一長，鳥類已經適應了就不再懼怕。超聲波驅鳥器持續釋放出的刺耳聲音會對人類的聽力產生難以挽回的傷害。化學農藥的大量使用則嚴重地污染了環境。所以，以上驅鳥方法人為破壞生態環境的不良后果。據IEEE1990年的一份調查中顯示，只有2%的用戶感覺有效果[2]。

3 生態驅鳥技術的研究以及生態驅鳥裝置的研制

3.1 經驗借鑒

我們在驅鳥的道路上慢慢摸索，不僅從同行兄弟單位中積極學習方法，還從其他領域中借鑒寶貴經驗。我們發現，飛機最怕鳥。要知道，即使只是一只重500克的鳥(比如一只鴿子)和一架速度為370公里/小時的飛機相撞，也會產生高達三噸的沖擊力。對飛機來說，幾乎和被一顆炮彈擊中差不多。因此，國際航空聯合會把鳥害定為“A”類航空災難[3]。因此，國際民航組織在《機場勤務手冊》中推薦，法國洛德工程公司成功研制了一種自動激光驅鳥器，這是一種大型的激光驅鳥設備，是世界軍民用機場和航空領域的一次革命。經驗證，這種大型的自動激光驅鳥方式能降低軍民用航空業42%的鳥類危害。然而機場的激光驅鳥器并不完全適合電力系統的驅鳥需要，杭州蕭山國際機場安裝試用激光驅鳥器。這種驅鳥器能發射長1．5公里的綠色光束，可掃射180度[4]。我們根據鳥類怕光，懼色的生物特征，在機場的激光驅鳥器的基礎上研制出適合變電站使用的智能激光驅鳥裝置。

3.2 研制過程

3.2.1 機場激光驅鳥裝置與變電站驅鳥需求點的分析(見表一)

3.2.2 變電站激光驅鳥裝置研制方案的確立

根據研究內容，確定激光驅鳥裝置由光源集成部分、云臺、控制系統、供電系統等主要部分組成。我們根據各組成部分的不同要求，提出了各系統的技術要求和方案。

(1)光源集成部分設計方案。He－Ne激光和LD激光屬于紅光，光比較亮對視覺造成的影響大；而YGA激光和CO2激光屬于不可見光，對視覺的影響就小些。另外從安全的角度來看，可見的激光比不可見的激光使用更加安全。從對鳥眼睛造成的永久傷害來看，CO2激光傷害的是鳥的角膜，永久傷害更大。從經濟性和實用性來看，He－Ne激光器是最合適的。從理論上來說，我們研制的激光驅鳥器應該優先選擇He－Ne激光器，波長632．8nm紅光，功率5～10 mw，光束發射角0．3mrad。但是這種激光易與陽光、霞光等大自然中紅色光線混淆，驅鳥無法達到最理想的效果。因此權衡之下選擇波長為532nm的綠色激光為激光光源。這種激光光源既符合鳥類的生理規律，也避免激光光源對鳥控人員眼睛的傷害。(2)云臺部分設計方案。鳥類飛來的時候，并不一定是從同一方向。因此云臺轉動的角度應至少為360°，這樣可以將四面八方企圖靠近變電站的鳥類有效驅逐。

3.2.3 控制系統設計方案

鳥類的活動是存在一定規律的，如清晨和傍晚是鳥類活動最為頻繁的時間段。一是出于保護激光驅鳥裝置、延長裝置使用壽命的意圖，二是避免在鳥類在非頻繁活動時間段內裝置供電系統中無謂的電量消耗，我們可以對裝置的工作時間進行設定和控制。

3.2.4 研制成果

盡管從表面上看來，生態和驅鳥是互相矛盾的，但是我們還是憑借創造性地借鑒機場驅鳥的經驗，成功地在生態驅鳥這條路上跨出了第一步。適合變電站使用的激光驅鳥裝置的問世，無疑給既想保護生態環境又想保障電力安全運行的我們注入了強大的動力。我們設計的變電站激光驅鳥裝置結構如下圖一。

激光發射模塊:激光發射模塊包括激光激勵源、激光器及光學擴束整形模塊，用于發射出鳥類敏感的激光；二維掃描機構:二維掃描機構包括俯仰電機、方位電機、電機驅動控制電路以及電機傳動機構，用于驅動所述激光發射模塊轉動；顯示控制模塊:用于顯示出變電站激光驅鳥裝置的工作參數信息、告警信息，以及控制變電站激光驅鳥裝置工作；電源模塊:用于接入市電并為所述裝置提供電源。光感控制模塊:用于根據環境光照強度向所述激光發射模塊輸出對應的光功率調整信號，以使所述激光發射模塊調整激光輸出功率。時控單元:用于從所述顯示控制模塊接收時間設置指令，并對應控制所述激光發射模塊、二維掃描機構和光感控制模塊的工作時間。激光驅鳥裝置由市電供電，所述二維掃描機構驅動所述激光發射模塊轉動掃描，所述激光發射模塊在轉動過程中，發射出鳥類很敏感的激光，以實現驅鳥的目的，本裝置不僅解決了鳥類對傳統驅鳥設備的適應性，而且保護了鳥類安全。

3.2.5 成果概述及特點分析

激光驅鳥裝置采用的是波長為532mm，功率為500mW的綠色激光來驅鳥，并且覆蓋的面積比較大特別適用于電力部門驅鳥工作的需要。電源是可以采用200V市電或者太陽能、風能、蓄電池，對設備進行供電，安裝在變電站主控樓上可以覆蓋整個變電站，激光掃描的角度，可在地面遙控水平垂直調整和360度的旋轉，也可以設定后自動掃描。安裝方法安全簡單、無需停電，幾乎不用維護。

(1)視覺技術。對于鳥類而言，視覺是最為敏感的，尤其是對于波長為532nm的綠色激光。法國研制的自動激光驅鳥器利用這一特性，工作時發出一束直徑152mm，波長為532nm的“棒狀”綠色激光，模擬生物產生視覺反射的條件，綠色激光棒掃射過來時，鳥類猶如看到一根綠色大棒，以此達到驅鳥效果。(2)安全性。激光驅鳥器發出的激光束的等級是二級激光，符合IEC 60825-1 Editional1．2的標準，對人類眼睛100%無害。激光束可直射人的皮膚，不對皮膚造成傷害。驅鳥人員應避免眼睛直視激光束，但直視激光束不對眼睛造成損傷。我們采用的激光對鳥類不會造成傷害。(3)耐受性。以往的驅鳥技術是采用聲音、鳥刺、超聲波等原理，這些裝置由于是固定在鐵塔上的，鳥類容易產生耐受性，久而久之就習慣這些裝置，不再害怕，達不到防鳥效果。我們采用的激光新技術由于激光是無定向的掃射，在一定范圍內掃射，是移動的，對鳥產生威脅，形同一根長棍子，在空氣中揮動，鳥類很難形成耐受性，能達到對鳥類較好的驅趕效果。鳥控人員可隨時遠程更改激光束的掃描速度、角度及激光功率，讓鳥類防不勝防，不留任何產生適應性的機會。自動激光驅鳥器可以不間斷的運轉使得鳥類逐漸產生恐懼心理，遠離變電站，大幅度減少因鳥害帶來的事故。

4 結語

激光驅鳥裝置雖然在價格方面相對其他驅鳥產品而言略微偏高，但是從標本兼治的角度來說，激光驅鳥裝置應該是供電部門做為驅鳥工具的首選，是值得大力推廣的驅鳥產品。智能激光驅鳥裝置在我局進行試點運行以來，獲得了相關領導以及一線防鳥工作人員的極大認可。

[1] 魏敬宏,劉增良.《銅陵電網鳥害防范措施探討》銅陵職業技術學院學報,2012(3)73.

[2] 郭偉躍.《美國輸電線路和變電站電氣設備防鳥害措施》.中國廣播電視塔動力部 《中國電力》,第39卷,2006(8).

[3] 羅傳達.《蕭山機場打算引進激光驅鳥器》選自《都市快報》.

[4] 林云龍.《蕭山機場激光驅鳥》選自《浙江在線-浙江日報》.